//你有一个带有四个圆形拨轮的转盘锁。每个拨轮都有10个数字： '0', '1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9
//' 。每个拨轮可以自由旋转：例如把 '9' 变为 '0'，'0' 变为 '9' 。每次旋转都只能旋转一个拨轮的一位数字。 
//
// 锁的初始数字为 '0000' ，一个代表四个拨轮的数字的字符串。 
//
// 列表 deadends 包含了一组死亡数字，一旦拨轮的数字和列表里的任何一个元素相同，这个锁将会被永久锁定，无法再被旋转。 
//
// 字符串 target 代表可以解锁的数字，你需要给出解锁需要的最小旋转次数，如果无论如何不能解锁，返回 -1 。 
//
// 
//
// 示例 1: 
//
// 
//输入：deadends = ["0201","0101","0102","1212","2002"], target = "0202"
//输出：6
//解释：
//可能的移动序列为 "0000" -> "1000" -> "1100" -> "1200" -> "1201" -> "1202" -> "0202"。
//注意 "0000" -> "0001" -> "0002" -> "0102" -> "0202" 这样的序列是不能解锁的，
//因为当拨动到 "0102" 时这个锁就会被锁定。
// 
//
// 示例 2: 
//
// 
//输入: deadends = ["8888"], target = "0009"
//输出：1
//解释：把最后一位反向旋转一次即可 "0000" -> "0009"。
// 
//
// 示例 3: 
//
// 
//输入: deadends = ["8887","8889","8878","8898","8788","8988","7888","9888"], 
//target = "8888"
//输出：-1
//解释：无法旋转到目标数字且不被锁定。
// 
//
// 
//
// 提示： 
//
// 
// 1 <= deadends.length <= 500 
// deadends[i].length == 4 
// target.length == 4 
// target 不在 deadends 之中 
// target 和 deadends[i] 仅由若干位数字组成 
// 
// Related Topics广度优先搜索 | 数组 | 哈希表 | 字符串 
//
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//

package leetcode.editor.cn;

import java.util.HashSet;
import java.util.LinkedList;
import java.util.Queue;
import java.util.Set;

class OpenTheLock {
    public static void main(String[] args) {
        Solution solution = new OpenTheLock().new Solution();
    }

    //leetcode submit region begin(Prohibit modification and deletion)
    class Solution {
        // https://labuladong.gitee.io/algo/4/31/111/

        // 将 s[j] 向上拨动一次
        public String plusOne(String s, int j) {
            char[] arr = s.toCharArray();
            if (arr[j] == '9') {
                arr[j] = '0';
            } else arr[j] += 1;

            return new String(arr);
        }

        // 将 s[i] 向下拨动一次
        public String downOne(String s, int i) {
            char[] arr = s.toCharArray();
            if (arr[i] == '0') {
                arr[i] = '9';
            } else arr[i] -= 1;

            return new String(arr);
        }

        public int openLock(String[] deadends, String target) {
            Set<String> deads = new HashSet<>();    // 被锁住的密码
            for (String deadend : deadends) deads.add(deadend);
            int step = 0;   // 表示转动到target所需要的最小步数
            Set<String> visited = new HashSet<>();  // 拨动过的密码
            Queue<String> queue = new LinkedList<>();

            queue.offer("0000");    // 从0000开始
            visited.add("0000");

            while (!queue.isEmpty()) {
                int size = queue.size();
                for (int i = 0; i < size; i++) {
                    String cur = queue.poll();

                    // 如果在密码被锁的set中，跳过这次波动
                    if (deads.contains(cur)) {
                        continue;
                    }

                    // 找到了，返回步数
                    if (cur.equals(target)) {
                        return step;
                    }

                    // 依次拨动四个位进行搜索
                    for (int j = 0; j < 4; j++) {
                        String plusOne = plusOne(cur, j);
                        if (!visited.contains(plusOne)) {
                            queue.offer(plusOne);
                            visited.add(plusOne);
                        }

                        String downOne = downOne(cur, j);
                        if (!visited.contains(downOne)) {
                            queue.offer(downOne);
                            visited.add(downOne);
                        }
                    }
                }

                step++;
            }

            return -1;
        }
    }
//leetcode submit region end(Prohibit modification and deletion)

}
